தைரிஸ்டர்களின் சாதனம் மற்றும் அளவுருக்கள்

தைரிஸ்டர் என்பது மூன்று (அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட) p-n சந்திப்புகளைக் கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தி சாதனமாகும், இதன் தற்போதைய மின்னழுத்தப் பண்பு எதிர்மறை வேறுபாடு எதிர்ப்புப் பிரிவைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் இது மின்சுற்றுகளில் மாறுவதற்குப் பயன்படுகிறது.

இரண்டு வெளியீடுகளைக் கொண்ட எளிமையான தைரிஸ்டர் ஒரு டையோடு தைரிஸ்டர் (டைனிஸ்டர்) ஆகும். ட்ரையோட் தைரிஸ்டர் (SCR) கூடுதலாக மூன்றாவது (கட்டுப்பாட்டு) மின்முனையைக் கொண்டுள்ளது. டையோடு மற்றும் ட்ரையோட் தைரிஸ்டர்கள் இரண்டும் மூன்று p-n சந்திப்புகளுடன் நான்கு அடுக்கு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன (படம் 1).

இறுதிப் பகுதிகள் p1 மற்றும் n2 ஆகியவை முறையே அனோட் மற்றும் கேத்தோடு என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஒரு கட்டுப்பாட்டு மின்முனையானது p2 அல்லது n1 என்ற நடுப்பகுதிகளில் ஒன்றோடு இணைக்கப்பட்டுள்ளது. P1, P2, P3- p- மற்றும் n-மண்டலங்களுக்கு இடையே மாற்றங்கள்.

வெளிப்புற விநியோக மின்னழுத்தத்தின் ஆதாரம் E ஆனது கேத்தோடுடன் தொடர்புடைய நேர்மறை துருவத்துடன் அனோடுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ட்ரையோட் தைரிஸ்டரின் கட்டுப்பாட்டு மின்முனையின் மூலம் தற்போதைய Iу பூஜ்ஜியமாக இருந்தால், அதன் செயல்பாடு டையோடின் செயல்பாட்டிலிருந்து வேறுபடுவதில்லை. சில சந்தர்ப்பங்களில், தைரிஸ்டரை இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களுக்குச் சமமான சுற்று எனப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்துவது வசதியானது, பல்வேறு வகையான மின் கடத்துத்திறன் கொண்ட டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்தி p-n-p மற்றும் n-R-n (படம் 1, b).

படம். 1.ஒரு ட்ரையோட் தைரிஸ்டரின் அமைப்பு (அ) மற்றும் இரண்டு-டிரான்சிஸ்டர் சமமான சுற்று (b)

அத்திப்பழத்திலிருந்து பார்க்க முடியும். 1, b, மாற்றம் P2 என்பது சமமான சர்க்யூட்டில் உள்ள இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களின் பொதுவான சேகரிப்பான் மாற்றமாகும், மேலும் மாற்றங்கள் P1 மற்றும் P3 உமிழ்ப்பான் சந்திப்புகள் ஆகும். முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் Upr அதிகரிக்கும் போது (மின்சார மூல E இன் emf ஐ அதிகரிப்பதன் மூலம் அடையப்படுகிறது), மின்னழுத்தம் Upr முறிவு மின்னழுத்தத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட முக்கியமான மதிப்பை அணுகும் வரை, டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்த Uin (படம்) க்கு சமமாக தைரிஸ்டர் மின்னோட்டம் சிறிது அதிகரிக்கிறது. . 2).

அரிசி. 2. தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள் மற்றும் ட்ரையோட் தைரிஸ்டரின் வழக்கமான பதவி

பி 2 மாற்றத்தில் அதிகரித்து வரும் மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் மின்னழுத்தம் Upr இல் மேலும் அதிகரிப்புடன், அணுக்களுடன் சார்ஜ் கேரியர்களின் மோதலின் போது தாக்க அயனியாக்கத்தின் விளைவாக உருவான சார்ஜ் கேரியர்களின் எண்ணிக்கையில் கூர்மையான அதிகரிப்பு காணப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, n2 லேயரில் இருந்து எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் p1 லேயரில் இருந்து துளைகள் p2 மற்றும் n1 அடுக்குகளுக்குள் விரைந்து சென்று சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்களுடன் அவற்றை நிறைவு செய்வதால் சந்திப்பு மின்னோட்டம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. மூல E இன் EMF இல் மேலும் அதிகரிப்பு அல்லது மின்தடையம் R இன் எதிர்ப்பின் குறைவு, I - V பண்புகளின் செங்குத்து பகுதிக்கு ஏற்ப சாதனத்தில் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது (படம் 2)

தைரிஸ்டர் இருக்கும் குறைந்தபட்ச முன்னோக்கி மின்னோட்டமானது ஹோல்டிங் கரண்ட் Isp எனப்படும். முன்னோக்கி மின்னோட்டம் Ipr <Isp (படம் 2 இல் உள்ள I - V பண்புகளின் இறங்கு கிளை) க்கு குறையும் போது, ​​இணைப்பின் உயர் எதிர்ப்பு மீட்டமைக்கப்பட்டு தைரிஸ்டர் அணைக்கப்படும். p — n சந்திப்பின் எதிர்ப்பு மீட்பு நேரம் பொதுவாக 1 - 100 µs ஆகும்.

பனிச்சரிவு போன்ற மின்னோட்ட அதிகரிப்பு தொடங்கும் மின்னழுத்த Uin ஆனது P2 சந்திப்பிற்கு அருகில் உள்ள ஒவ்வொரு அடுக்குகளிலும் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்களை மேலும் அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் குறைக்கப்படலாம். இந்த கூடுதல் சார்ஜ் கேரியர்கள் P2 p-n சந்திப்பில் அயனியாக்கம் செயல்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்கின்றன, எனவே டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் Uincl குறைகிறது.

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள ட்ரையோட் தைரிஸ்டரில் கூடுதல் சார்ஜ் கேரியர்கள். 1, ஒரு சுயாதீன மின்னழுத்த மூலத்தால் இயக்கப்படும் துணை சுற்று மூலம் p2 அடுக்கில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. கட்டுப்பாட்டு மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும் போது டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் எந்த அளவிற்கு குறைகிறது என்பது படத்தில் உள்ள வளைவுகளின் குடும்பத்தால் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2.

திறந்த (ஆன்) நிலைக்கு மாற்றுவது, கட்டுப்பாட்டு மின்னோட்டம் Iy பூஜ்ஜியமாகக் குறையும் போது கூட தைரிஸ்டர் அணைக்கப்படாது. வெளிப்புற மின்னழுத்தத்தை ஒரு குறிப்பிட்ட குறைந்தபட்ச மதிப்பிற்குக் குறைப்பதன் மூலம் தைரிஸ்டரை அணைக்க முடியும், இதில் மின்னோட்டம் வைத்திருக்கும் மின்னோட்டத்தை விட குறைவாக மாறும், அல்லது கட்டுப்பாட்டு மின்முனையின் சுற்றுக்கு எதிர்மறை மின்னோட்டத் துடிப்பை வழங்குவதன் மூலம், அதன் மதிப்பு , முன்னோக்கி சுவிட்ச் தற்போதைய Ipr இன் மதிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது.

ட்ரையோட் தைரிஸ்டரின் முக்கியமான அளவுருவானது திறத்தல் கட்டுப்பாட்டு மின்னோட்டம் Iu ஆன் ஆகும் - கட்டுப்பாட்டு மின்முனையின் மின்னோட்டம், இது திறந்த நிலையில் தைரிஸ்டரை மாற்றுவதை உறுதி செய்கிறது. இந்த மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு பல நூறு மில்லியம்பியர்களை அடைகிறது.

படம். 2 தைரிஸ்டருக்கு தலைகீழ் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​​​அதில் ஒரு சிறிய மின்னோட்டம் ஏற்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த விஷயத்தில் மாற்றங்கள் P1 மற்றும் P3 மூடப்பட்டுள்ளன. தலைகீழ் திசையில் தைரிஸ்டர் சேதத்தைத் தவிர்க்க (இது பக்கவாதத்தின் வெப்ப முறிவு காரணமாக தைரிஸ்டரை செயல்பாட்டிலிருந்து வெளியேற்றுகிறது), தலைகீழ் மின்னழுத்தம் Urev.max ஐ விட குறைவாக இருக்க வேண்டும்.

சமச்சீர் டையோடு மற்றும் ட்ரையோட் தைரிஸ்டர்களில், தலைகீழ் I - V பண்பு முன்னோக்கியுடன் ஒத்துப்போகிறது. இது இரண்டு ஒத்த நான்கு அடுக்கு கட்டமைப்புகளின் எதிர்-இணை இணைப்பு அல்லது நான்கு p-n சந்திப்புகளுடன் சிறப்பு ஐந்து அடுக்கு கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது.

அரிசி. 3. ஒரு சமச்சீர் தைரிஸ்டரின் அமைப்பு (a), அதன் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் (b) மற்றும் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு (c)

தற்போது, ​​தைரிஸ்டர்கள் 3000 ஏ வரையிலான மின்னோட்டங்களுக்கும், 6000 வி வரையிலான மின்னழுத்தங்களுக்கும் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

பெரும்பாலான தைரிஸ்டர்களின் முக்கிய தீமைகள் முழுமையற்ற கட்டுப்பாட்டுத்தன்மை (கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையை அகற்றிய பிறகு தைரிஸ்டர் அணைக்கப்படாது) மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வேகம் (பத்து மைக்ரோ விநாடிகள்). இருப்பினும், சமீபத்தில், தைரிஸ்டர்கள் உருவாக்கப்பட்டன, அதில் முதல் குறைபாடு நீக்கப்பட்டது (கட்டுப்பாட்டு மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்தி பூட்டுதல் தைரிஸ்டர்களை அணைக்க முடியும்).

பொட்டாபோவ் எல்.ஏ.